iPACS5741B干线路差动保护装置.docx
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iPACS5741B干线路差动保护装置
iPACS-5741B干线路差动保护装置
技术说明书
版本:
V1.00
江苏金智科技股份有限公司
目录
1.概述1
1.1.应用范围1
1.2.保护配置和功能1
1.2.1.保护配置1
1.2.2.保护信息功能1
2.技术参数1
2.1.机械及环境参数1
2.1.1.工作环境1
2.1.2.机械性能1
2.2.额定电气参数2
2.2.1.额定数据2
2.2.2.功耗2
2.2.3.过载能力2
2.3.主要技术指标2
2.3.1.差动保护2
2.3.2.后备保护2
2.3.3.电磁兼容2
2.3.4.绝缘试验3
2.3.5.输出接点容量3
3.软件工作原理3
3.1.装置总起动元件3
3.2.保护起动元件3
3.3.比率差动元件3
3.4.二次谐波制动4
3.5.差动速断保护4
3.6.过流保护4
3.7.延时TA报警功能5
3.8.瞬时TA断线报警功能5
3.9.装置闭锁和装置告警5
3.10.对时功能6
3.11.逻辑框图7
4.定值内容及整定说明8
4.1.系统定值8
4.2.保护定值8
4.3.通讯参数10
4.4.软压板10
5.装置接线端子与说明11
5.1.模拟量输入11
5.2.背板接线说明11
5.3.装置结构及安装参考尺寸12
6.使用说明13
6.1.面板布置图13
6.2.液晶显示说明14
6.2.1.主画面液晶显示14
6.2.2.保护动作时液晶显示14
6.2.3.运行异常时液晶显示15
6.2.4.自检出错时液晶显示15
6.3.命令菜单使用说明15
6.3.1.测值显示16
6.3.2.报告显示16
6.3.3.调试操作16
6.3.4.定值设置16
6.3.5.版本信息17
6.3.6.装置打印17
6.3.7.时间设置17
6.3.8.清除报告17
6.4.装置运行说明17
6.4.1.装置正常运行状态17
6.4.2.装置异常信息含义及处理建议17
6.4.3.安装注意事项18
6.5.事故分析注意事项18
1.概述
1.1.应用范围
iPACS-5741B干线路差动保护装置适用于短引线保护,满足四侧差动的要求。
1.2.保护配置和功能
1.2.1.保护配置
(1)差动速断保护;
(2)比率差动保护;
(3)两侧过流保护;
(4)TA断线判别。
1.2.2.保护信息功能
(1)支持装置描述的远方查看;
(2)支持系统定值的远方查看;
(3)支持保护定值和区号的远方查看、修改功能;
(4)支持软压板状态的远方查看、投退;
(5)支持装置保护开入状态的远方查看;
(6)支持装置运行状态(包括保护动作元件的状态、运行告警和装置自检信息)的远方查看;
(7)支持远方对装置信号复归;
(8)支持故障录波上送功能;
(9)装置打印功能(选配)。
支持电力行业标准DL/T667-1999(IEC60870-5-103标准)通讯规约,配有以太网通讯(100Mbps),超五类线或光纤通讯接口。
2.技术参数
2.1.机械及环境参数
2.1.1.工作环境
温度:
-25℃~+60℃保证正常工作
湿度、压力符合DL478
2.1.2.机械性能
能承受严酷等级为Ⅰ级的振动响应,冲击响应。
2.2.额定电气参数
2.2.1.额定数据
直流电压:
220V,110V允许偏差+15%,-20%
交流电流:
5A,1A
2.2.2.功耗
交流电流:
<1.0VA/相(In=5A)
<0.5VA/相(In=1A)
直流:
正常<15W
跳闸<25W
2.2.3.过载能力
交流电流:
2倍额定电流,连续工作
10倍额定电流,允许10s
40倍额定电流,允许1s
2.3.主要技术指标
2.3.1.差动保护
(1)整组动作时间
a)差动速断<20ms
b)比率差动<35ms
(2)起动元件
差流电流起动元件,整定范围为0.3Ie~1.5Ie,级差0.01Ie(Ie为被保护线路的额定电流)。
(3)差动速断保护整定范围为4~14Ie。
(4)TA断线可通过整定控制字选择闭锁比率差动保护出口或仅发报警信号。
(5)电流定值误差<5%
(6)比率差动制动系数0.3~0.75可调
2.3.2.后备保护
(1)电流定值:
0.1In~20In
(2)定值误差:
<2.5%
(3)时间定值误差:
<1%整定值+35ms
2.3.3.电磁兼容
辐射电磁场干扰试验符合GB/T14598.9的规定;
快速瞬变干扰试验符合GB/T14598.10的规定;
静电放电试验符合GB/T14598.14的规定;
脉冲群干扰试验符合GB/T14598.13的规定;
射频场感应的传导骚扰抗扰度试验符合GB/T17626.6的规定;
工频磁场抗扰度试验符合GB/T17626.8的规定;
脉冲磁场抗扰度试验符合GB/T17626.9的规定;
2.3.4.绝缘试验
绝缘试验符合GB/T14598.3-936.0的规定;
冲击电压试验符合GB/T14598.3-938.0的规定。
2.3.5.输出接点容量
信号接点容量:
允许长期通过电流5A
切断电流0.3A(DC220V,V/R1ms)
其它辅助继电器接点容量:
允许长期通过电流5A
切断电流0.2A(DC220V,V/R1ms)
跳闸出口接点容量:
允许长期通过电流5A
切断电流0.3A(DC220V,V/R1ms)
3.软件工作原理
3.1.装置总起动元件
起动CPU设有装置总起动元件,当三相差流的最大值大于差动电流起动定值时,或者三相电流的最大值(I3、I4)大于相应的过流定值时,起动元件动作并展宽500ms,开放出口继电器正电源。
3.2.保护起动元件
若三相差动电流最大值大于差动电流起动定值或电流的最大值(I3、I4)大于相应的过电流定值,起动元件动作,在起动元件动作后也展宽500ms,保护进入故障测量计算程序。
3.3.比率差动元件
装置采用三折线比率差动原理,其动作方程如下:
其中:
为比率制动系数
为差动电流起动定值
其动作曲线如下:
3.4.二次谐波制动
在iPACS-5741B干线路差动保护中,比率差动保护利用三相差动电流中的二次谐波作为励磁涌流闭锁判据。
取三相差动电流中二次谐波最大值,作为按相制动的判据。
即:
式中Id2φmax为A、B、C三相差动电流中的二次谐波最大值,Idφmax为A、B、C三相差动电流的基波的最大值,Kxb为二次谐波制动系数。
3.5.差动速断保护
当任一相差动电流大于差动速断整定值时瞬时动作于出口继电器。
3.6.过流保护
本装置设置了两段过流保护,每段均为一个时限,分别设置整定控制字控制各保护的投退。
可以做为后备保护。
3.7.延时TA报警功能
延时TA断线报警在保护采样程序中进行,当满足以下两个条件中的任一条件,且时间超过10秒时发出TA断线告警信号,不闭锁比率差动保护。
(1)任一相差流大于Ibj整定值;
(2)di2>α+βdimax;
其中:
di2为差流的负序电流
dimax为三相差流的最大值
α为固定门槛值
β为某一比例系数
3.8.瞬时TA断线报警功能
瞬时TA断线报警在故障测量程序中进行,本装置的TA断线判别是基于以下假设的:
1、TA断线不是多相同时发生的;
2、TA断线与故障不是同时发生的。
满足下述任一条件不进行TA断线判别:
1、起动前某侧最大相电流小于0.2Ie,则不进行该侧TA断线判别;
2、起动后最大相电流大于1.2Ie;
3、起动后任一侧电流比起动前增加;
只有在比率差动元件动作后,才进入瞬时TA断线判别程序,这也防止了瞬时TA断线的误闭锁。
某侧电流同时满足下列条件认为是TA断线:
1、只有一相电流为零;
2、其它二相电流与起动前电流相等;
通过整定控制字选择,瞬时TA断线判别动作后可只发报警信号或闭锁比率差动保护出口。
注意:
一旦产生瞬时TA断线报警,装置报警一直保持,报警灯不熄灭,直到采样无差流并进行手动复归报警才会返回。
3.9.装置闭锁和装置告警
当检测到装置本身硬件故障时,发出装置闭锁信号,闭锁整套保护。
硬件故障包括:
RAM、EPROM、出口回路故障、CPLD故障、定值出错和电源故障。
当检测到起动CPU的下列故障:
起动CPU电源故障、起动CPU定值错、起动CPU通讯错时也将发出装置闭锁信号,闭锁整套保护。
平衡系数错和接线方式错也闭锁保护。
当检测到下列故障时,发出运行异常报警,需立即处理:
(1)TA告警(差流越限报警);
(2)TA断线;
(3)起动CPU长期起动。
3.10.对时功能
装置具备软件对时和硬件对时功能。
硬件对时支持秒脉冲对时模式和IRIG-B码对时模式,装置自动识别硬件对时模式,对时误差≤1ms。
对时接口均采用485差分电平输入。
软件对时为通讯报文对时。
一般地,IRIG-B码对时单独使用,差分秒脉冲与软件对时一同使用,不建议IRIG-B码对时与软件对时一同使用。
当装置检测到硬件对时信号时,在液晶主界面上显示对时正常。
3.11.逻辑框图
4.定值内容及整定说明
4.1.系统定值
定值名称
符号
整定值
单位
1
保护定值区号
0~15
2
变压器容量
S
MVA
3
一侧额定电压
U1N
KV
4
二侧额定电压
U2N
KV
5
三侧额定电压
U3N
KV
6
四侧额定电压
U4N
KV
7
二次额定电压
Un
100
V
8
变压器接线方式
KMODE
00~19
说明:
(1)系统定值和保护行为相关,请务必根据实际情况整定。
(2)定值区号:
本装置提供16个可使用的保护定值区,整定值范围为0~15。
运行定值区可以是其中任意一个,如果要改变运行定值区,有两种方式:
其一是进入系统定值整定菜单,改变定值区号,将其值整定为所要切换的定值区号,按"确认"键,而后再装置复位即可;其二是通过远方修改定值区号,将所要切换的定值区号下装到装置,装置自动复位后即可。
(3)其中接线方式KMODE的整定对应如下:
一次接线方式
“接线方式”整定值
Y/Y-12/Y-12/Y-12
00
△/△/△/△
07
“接线方式”由两位数构成,干线路保护中接线方式最好整为07。
(4)系统定值整定举例
容量整定为各侧的最大容量,各侧一次额定电压按实际整定。
(5)额定电压二次值输入100V既可。
4.2.保护定值
定值名称
符号
整定值
单位
1
一侧TA一次额定值
CT11
KA
2
一侧TA二次额定值
CT12
5/1
A
3
二侧TA一次额定值
CT21
KA
4
二侧TA二次额定值
CT22
5/1
A
5
三侧TA一次额定值
CT31
KA
6
三侧TA二次额定值
CT32
5/1
A
7
四侧TA一次额定值
CT41
KA
8
四侧TA二次额定值
CT42
5/1
A
9
差动电流起动值
Icdqd
0.3~1.5Ie
Ie
10
差动速断定值
Isdzd
4~14Ie
Ie
11
比率差动制动系数
Kbl
0.3~0.75
12
二次谐波制动系数
Kxb
0.1~0.35
13
TA报警门槛值
Ibj
0.05~0.2Ie
Ie
14
三侧过流电流定值
I3zd
0.0~20In
A
15
三侧过流时间定值
T3zd
0.0~10s
秒
16
四侧过流电流定值
I4zd
0.0~20In
A
17
四侧过流时间定值
T4zd
0.0~10s
秒
以下为整定控制字SWn,当该位置“1”时相应功能投入,置“0”相应功能退出
1
投差动速断
CDSD
0/1
2
投比率差动
BLCD
0/1
3
TADX闭锁比率差动
DXBS
0/1
4
投三侧过流
GL3
0/1
5
投四侧过流
GL4
0/1
说明:
(1)在整定定值前必须先整定保护定值区号。
(2)如果各侧CT变比不同,装置通过容量、各侧额定电压和各侧TA变比及接线方式的整定,自动进行各侧平衡系数的计算,通过软件进行平衡系数调整。
平衡系数的内部算法如下:
(3)定值中的Ie为根据最大额定容量归算到本侧TA二次的等值额定电流值,即等值额定电流值考虑了接线系数。
计算公式如下:
(4)差动保护启动电流的整定
为差动保护最小动作电流值,应按躲过正常时的最大不平衡电流整定。
(5)差动速断保护
*______________________________________________________________________________________________________________________________差动速断保护可以快速切除内部严重故障,防止由于电流互感器饱和引起的比例差动保护延时动作。
其整定值应按躲过外部故障时的不平衡电流。
(6)其中断线闭锁(DXBS)控制字投入后,一旦瞬时TA断线判别元件动作,则闭锁比率差动保护出口,其它保护元件正常运行,运行灯不熄灭。
比率差动保护出口闭锁后,将一直保持,报警灯不熄灭,直到采样无差流并手动复归后报警才返回。
反之,若断线闭锁(DXBS)控制字整定为“0”,则瞬时TA断线判别元件动作后仅发告警信号。
(7)若保护只用两侧或三侧电流,将不用的那侧“TA一次额定值”置为0,“TA二次额定值”置为5或1,并将该侧电流输入短接,实现两侧或三侧差动。
4.3.通讯参数
序号
名称
整定范围
备注
1
口令
00~99
出厂时设为“01”
2
装置地址
0~65535
3
IP1子网高位地址
0~254
4
IP1子网低位地址
0~254
5
IP2子网高位地址
0~254
6
IP2子网低位地址
0~254
7
IP3子网高位地址
0~254
8
IP3子网低位地址
0~254
9
掩码地址1位
0~255
10
掩码地址0位
0~255
11
遥信确认时间
0~50000毫秒
出厂时设为20ms
说明:
(1)通讯参数可以由调试人员根据现场情况整定。
(2)装置地址:
全站的装置地址必须唯一,防止不同装置因地址整定相同而导致通讯异常的情况发生。
(3)装置标准配置是两网口,至多可以三个(请在订货时予以说明)。
请根据实际的网口配置情况整定相应的子网地址,未曾使用的可不整。
(4)遥信确认时间:
开入的顺序事件记录的确认时间,出厂默认值20ms
4.4.软压板
序号
软压板名称
整定范围
备注
1
投差动速断
0/1
2
投比率差动
0/1
3
CTDX闭锁比率差动
0/1
4
投三侧过流
0/1
5
投四侧过流
0/1
说明:
软压板可以通过后台投退;就地可通过“软压板初始化”菜单将软压板内容全部初始化成“1”。
只有控制字、软压板状态(若未设置则不判)、硬压板状态(若未设置则不判)均为"1"时才投入相应保护元件,否则退出该保护元件。
5.装置接线端子与说明
5.1.模拟量输入
外部电流及电压输入经隔离互感器隔离变换后,由低通滤波器输入至模数变换器,CPU经采样数字处理后,构成各种保护继电器。
输入四侧电流I1、I2、I3、I4,由(I1+I2+I3+I4)构成差动电流,作为差动继电器的动作量。
I3、I4构成两段后备保护的动作量。
各侧的电流互感器均采用星形接线。
5.2.背板接线说明
端子101~106为一侧电流输入。
端子107~112为二侧电流输入。
端子113~118为三侧电流输入。
端子119~124为四侧电流输入。
端子201~203为打印口,波特率固定设为19200,如需要打印功能,订货时请说明。
端子204~206为485通讯口,波特率固定设为19200。
端子207~208为硬接点对时输入端口,接485差分电平。
端子318为过流保护开入。
端子319为差动保护开入。
端子320为信号复归开入。
端子321为装置检修开入。
当该开入投入时,装置将屏蔽所有的远动功能。
端子322分别为开入电源负输入端。
端子327分别为装置电源正输入端。
端子328分别为装置电源负输入端。
端子330为保护电源地。
该端子和装置上的接地端子相连后再与变电站地网可靠联结。
端子401为中央信号接点的公共端,与端子402、403、404构成中央信号,依次是装置闭锁,装置报警和保护跳闸。
端子409为遥信信号接点的公共端,与端子410、411、412构成远动信号,依次是装置闭锁,装置报警和保护跳闸。
端子415到430共提供8对跳闸出口接点。
5.3.装置结构及安装参考尺寸
6.使用说明
6.1.面板布置图
装置的正面面板布置图如下。
“运行”灯为绿色,装置正常运行时点亮。
“报警”灯为黄色,当发生报警时点亮。
“跳闸”灯为红色,当保护跳闸时点亮并保持,在信号复归后熄灭。
6.2.液晶显示说明
6.2.1.主画面液晶显示
装置上电后,正常运行时液晶屏幕将显示主画面,界面如下:
“实时时钟”显示格式为年-月-日时:
分:
秒;
“实时采样”包括四侧电流I1、I2、I3、I4和差流DIa、DIb、DIc,四侧电流显示为AC两相的平均值;
“运行定值区”显示当前保护使用的定值区的区号;
“装置地址”为本保护装置和远方通信使用的地址,在一个站内装置地址唯一;
“A、B网通讯状态”如果A、B网通讯状态中断显示一短横线“-”,如果通讯正常则显示为“正常”;
“对时状态”如果装置对时正常则显示为“正常”,否则显示为“-”。
6.2.2.保护动作时液晶显示
本装置能存储64次动作报告,最多16次故障录波报告,当保护动作时,液晶屏幕自动显示最新一次保护动作报告,格式如下:
动作序号:
小数点前三位为整组动作的序号,由装置启动到装置返回为一次整组动作。
小数点后两位为在一次整组中各动作(返回)元件的排列次序;
动作时间:
动作元件动作的绝对时间,包括年、月、日、时、分、秒、毫秒;
6.2.3.运行异常时液晶显示
本装置能存储64次装置运行报告,保护装置运行中,运行异常将立即显示运行报告,格式如下:
6.2.4.自检出错时液晶显示
本装置能存储64次装置运行报告,保护装置运行中,自检出错时将立即显示运行报告,格式如下:
6.3.命令菜单使用说明
在主画面状态下,按‘确认’键可进入主菜单,通过‘▲’、‘▼’、‘确认’和‘取消’键选择子菜单。
命令菜单采用如下的树形目录结构:
6.3.1.测值显示
本菜单主要用来显示保护装置电流电压实时采样值和开入量状态,它全面地反映了该保护运行的环境,只要这些量的显示值与实际运行情况一致,则保护能正常运行,采样值显示菜单显示电流电压的有效值,相角显示菜单显示以夹角的形式显示相角,注意相角必须在电流采样值大于0.06In、电压采样值大于8V时才会计算,否则显示为0,刚投运变电站可能负荷很小,负荷电流有可能小于0.06In,此时相角显示为0是正常的。
6.3.2.报告显示
本菜单显示跳闸报告、运行报告、遥信报告、操作报告、自检报告。
由于本保护自带掉电保持,不管断电与否,它能记忆上述报告。
按键‘▲’和‘▼’用来上下滚动,选择要显示的报告,按键‘确认’显示选择的报告,显示格式同上“液晶显示说明”,首先显示的是最新一次报告,按键‘▲’显示前一个报告,按键‘▼’显示后一个报告,按键‘取消’退出至上一级菜单。
6.3.3.调试操作
辅助调试功能用于厂家生产调试或现场停电检验通讯,可减少调试的工作量、缩短调试工作时间。
本功能可以产生遥信变位报文,需慎重使用。
遥信对点功能
用于远动遥信对点试验。
操作方法为:
进入“遥信顺序试验菜单”采用自动方式或者“遥信选点试验菜单”采用选点方式将相应的动作元件、报警信息、保护压板等遥信信号自动置位和复归,产生的SOE报告可在就地查看也可经通讯上送远方。
进入“遥信顺序试验菜单”后,装置遥信状态自动的按液晶界面显示的遥信量条目顺序由上而下变位,同时会形成对应的遥信变位报告,遥信自动对点功能执行完成后,自动退出遥信试验菜单。
进入“遥信选点试验菜单”后,用户按‘▲’、或者‘▼’键进行浏览查看,光标停在需要测试的遥信点所在行,按“定”键,进行遥信选点试验,试验完成后用户可以按“取消”退出菜单或者继续浏览遥信点并进行试验。
6.3.4.定值设置
装置保护定值分区存储,其余定值或参数不分区存储。
按键‘▲’、‘▼’用来滚动选择要修改的定值,按键‘◀’、‘▶’用来将光标移到要修改的那一位,‘+’和‘-’用来修改数据,按键‘取消’为不修改返回,按‘确认’键完成定值整定后返回,定值或参数修改后需手动复归装置。
注:
查看定值无需密码,如果修改定值需要输入密码,出厂密码设置为‘001’,可以在通讯参数菜单中修改密码,密码不正确有提示信息。
‘软压板初始化’可以将软压板全部初始化为‘1’,投退某一个软压板只能通过远方实现,不能在装置就地修改。
‘装置初始化’由厂家将参数恢复为出厂设置,用户请勿使用。
‘启动录波’通过启动录波操作可以实现任意时刻录波,录波长度为8个周波,启动录波后可以通过后台软件查看上送录波的波形。
6.3.5.版本信息
液晶显示程序版本、校验码以及程序生成时间。
6.3.6.装置打印
本菜单主要用来选择打印内容,其中包括参数、定值、跳闸报告、运行报告、自检报告、遥信报告、状态、波形的打印。
装置打印功能可以方便用户进行定值核对、装置状态查看与事故分析。
在发生事故时,建议用户妥善保存现场原始信息,将装置的定值、参数和所有报告打印保存以便于进行事后分析与责任确定。
6.3.7.时间设置
显示当前的日期和时间。
按键‘▲’、‘▼’、‘◄’、‘►’用来选择,‘+’和‘-’用来修改。
按键‘取消’为不修改返回,‘确认’为修改后返回。
6.3.8.清除报告
清除报告需要密码确认,清除报告要谨慎。
6.4.装置运行说明
6.4.1.装置正常运行状态
装置正常运行时,“运行”灯应亮,“报警”“跳闸”灯应不亮。
同时按下“▲”“▼”按钮,复归所有跳闸信号灯。
6.4.2.装置异
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- 关 键 词:
- iPACS5741B 线路 差动 保护装置